人民郵電出版社電子教案-9

第9章直流穩(wěn)壓電源

直流穩(wěn)壓電源通常由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等四部分組成。

內(nèi)容9.1單相整流電路9.2濾波電路9.3穩(wěn)壓電路9.4技能訓練：串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的組成和檢測9.1單相整流電路

單相整流電路的作用：將交流電轉(zhuǎn)變成單向脈動直流電。9.1.1單相半波整流電路與輸出參量9.1.2單相橋式整流電路與輸出參量9.1.1單相半波整流電路與輸出參量

1．單相半波整流電路單相半波整流電路由整流變壓器T、整流二極管VD及負載電阻RL組成。單相半波整流電路波形圖如上圖所示。

2．輸入、輸出參量

單相半波整流輸出電壓的平均值：

流過負載電阻RL的電流平均值：

流經(jīng)二極管的電流平均值與負載電流平均值相等：二極管截止時承受的最高反向電壓為u2的最大值：

【例9.1】單相半波整流電路中，已知變壓器二次側(cè)電壓U2=20V，負載RL=10Ω，試求整流輸出電壓Uo及通過二極管的平均電流ID。解：（1）輸出電壓

（2）二極管平均電流

9.1.2單相橋式整流電路與輸出參量

1．單相橋式全波整流電路

單相橋式整流電源由電壓變壓器T和4個接成電橋形式的二極管VD1～VD4及負載RL組成。

單相橋式整流電路波形圖如上圖所示。2．輸入、輸出參量單相橋式整流輸出電壓的平均值：

流過負載電阻RL的電流平均值：

流經(jīng)每個二極管的電流平均值：每個二極管在截止時承受的最高反向電壓：

【例9.2】單相橋式整流電路中，已知變壓器二次側(cè)電壓U2=20V，負載RL=10Ω，試求整流輸出電壓Uo及通過二極管的平均電流ID。解：（1）輸出電壓

（2）二極管平均電流

9.2濾波電路

濾波電路的作用：將脈動較大直流電壓將轉(zhuǎn)變成為平直脈動較小的直流電壓。9.2.1電容濾波電路9.2.2電感濾波電路9.2.1電容濾波電路1．單相半波整流電容濾波電路在單相半波整流電路的輸出端并聯(lián)一個電解電容器。單相半波整流電容濾波波形圖如上圖所示。單相半波整流電容濾波電路的負載上得到的輸出電壓（估計值）：

單相半波整流電容濾波電路中二極管承受的最大反向電壓：2．單相橋式整流電容濾波電路在單相橋式整流電路的輸出端并聯(lián)一個電容量很大的電解電容器。單相橋式整流電容濾波電路波形圖如下圖所示：單相橋式整流電容濾波的負載上得到的輸出電壓：

若輸出端空載，則：

單相橋式整流電容濾波電路中二極管承受的最大反向電壓：

9.2.2電感濾波電路以橋式整流電路為例，電感濾波電路中電感L與負載RL串聯(lián)。電感濾波電路波形圖如下圖所示：單相橋式整流電感濾波電路輸出電壓平均值：

9.3穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路的作用：當電網(wǎng)電壓波動或負載變化時，能使輸出電壓穩(wěn)壓。9.3.1并聯(lián)型穩(wěn)壓電路9.3.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路9.3.3集成穩(wěn)壓器9.3.1并聯(lián)型穩(wěn)壓電路

1．電路的組成并聯(lián)型穩(wěn)壓電路由限流電阻R和穩(wěn)壓管VDZ組成，而穩(wěn)壓管反向并聯(lián)在負載RL兩端。

2．穩(wěn)壓原理

（1）輸入電壓升高：

（2）負載電阻減?。?/p>

結(jié)論：利用穩(wěn)壓管電流的變化，引起限流電阻兩端電壓的變化，從而達到穩(wěn)壓的目的。

【例9.3】在圖9.12中，已知Ui=20V，UZ=8V，負載RL=10Ω，試求輸出電壓

Uo及負載電流Io，當Ui=15V時，輸出電壓及電阻R上電壓UR多大？

解：（1）當輸入電壓

（2）當輸入電壓

9.3.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有簡單串聯(lián)型穩(wěn)壓形式和帶放大環(huán)節(jié)串聯(lián)型穩(wěn)壓形式，以下介紹帶放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。1．電路的組成

（1）取樣電路

由R1、RP、R2組成，它將輸出電壓Uo分出一部分電壓送到比較放大電路VT2的基極。

（2）基準電壓由穩(wěn)壓二極管VDZ和電阻R3構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，它為比較電路提供一個穩(wěn)定的基準電壓UZ作為調(diào)整、比較的標準。

（3）比較放大電路

由三極管VT2和R4構(gòu)成的直流放大器，其作用是將取樣電壓UB2與基準電壓UZ之差放大后去控制調(diào)整管VT1。

（4）調(diào)整電路由工作在線性放大區(qū)的功率管VTl組成，VTl的基極電流IB1受比較放大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流IC1和集、射電壓UCEl改變，從而達到自動調(diào)整穩(wěn)定輸出電壓的目的。該電路是依靠電壓負反饋來穩(wěn)定輸出電壓的。3．電路的輸出電壓設(shè)VT2發(fā)射結(jié)電壓UBE2可忽略,則

故2．穩(wěn)壓原理當輸入電壓Ui或輸出電流Io變化引起輸出電壓Uo增加時【例9.4】在圖9.13中，UZ=6V，R1=R2=RP=1000Ω，求輸出電壓Uo調(diào)節(jié)范圍。解：RP抽頭最上時RP抽頭最下時

結(jié)論:該電路輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍為9V～18V。9.3.3集成穩(wěn)壓器

集成穩(wěn)壓器是將調(diào)整環(huán)節(jié)、比較放大環(huán)節(jié)、保護環(huán)節(jié)等做在一塊硅片上，它使用簡便，性能良好，可靠性高。三端式串聯(lián)型集成穩(wěn)壓器是指穩(wěn)壓器僅有輸入端、輸出端和公共端三個接線端子。下圖所示為W7800系列和W7900系列穩(wěn)壓器的管腳排列圖。

W7800系